單位
流體輸送裝置 (化工裝置 第一冊      
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單元一  單位

本單元提要

                         

一、單位的意義
二、單位系統
三、國際單位制(SI制)

四、MKS制
五、熱量單位
六、單位換算

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icon01.gif (648 個位元組)一、單位的意義
         
                 1.
單位是測量的基準,如公斤、公尺、秒等。
   
              2.單位分基本單位導出單位兩種。

                
基本單位(fundamental units):由制定單位制的機構選定一定的長度、質量、時間等為測
                                                                  量的基礎,稱之。

                     導出單位(derivative units)依據物理原則,由基本單位組合而成的單位。

icon01.gif (648 個位元組)二、單位系統

                   單位系統因選定的基本單位不同,而分成絕對系統工程系統兩大類。

                    工程系統的基本單位:質量、長度、時間、力。
                           絕對系統的基本單位:質量、長度、時間。

W1.bmp (10410 個位元組)

icon01.gif (648 個位元組)三、國際單位制(SI制)

                 1. SI制的由來
                 以往世界各國自有一套量測長度、質量、面積、體積的單位制度,交流不便。
                1960年,國際度量衡總會乃制定一套新制,作為全世界通用的制度,稱為國際單
                位制,簡稱為SI制

                 2. SI制的架構

                                 表1.1    SI制的架構

SI制

SI單位

7個基本單位(表1.2)
2個輔助單位(表1.3)
多個導出單位(表1.4,1-5)
10 的冪次的接頭語(表1.6)  

                3. SI制基本單位、輔助單位與導出單位:

                                                      表1.2    SI制的基本單位

單位名稱 單位記號

長 度
質 量
時 間
電 流
熱力學溫度
物質量

光 度

公尺
公斤

安培
凱耳文
莫耳

燭光

m
kg
s
A
K
mol

cd

                                                      表1.3    SI制的輔助單位

單位名稱

單位記號

平面角
立體角
弳度
立體弳度
Rad
Sr

                                                           表1.4  導出單位的例(一)        

單位名稱

單位記號

面積
體積
速度
加速度
密度
濃度

平方公尺
立方公尺
公尺每秒
公尺每秒每秒
公斤每立方公尺
莫耳每立方公尺

m2
m3
m/s
m/s2
kg/m3
mol/m3

                                         表1-5  導出單位的例(二)

單位名稱

單位記號

定義


功,熱量
功率
壓力
黏度
表面張力
比熱
熱傳導度

牛頓
焦耳
瓦特

帕秒
牛頓每公尺
焦耳每公斤每凱耳文
瓦特每公尺每凱耳文

N
J
W
Pa
Pa•s
N/m
J/(kg•K)(W/m•K)

kg•m/s2
kg•m2/s2
kg•m2/s3
kg /(m•s2)
kg/(m•s)
kg/s2
m2/(s2•K)
kg•m/(s3•K)

                                                                    表1.6  10的冪次的接頭語   

倍數

英文接頭語

中文接頭語

接頭語 

1012

109

106

103

102

10

10-1

10-2

10-3

10-6

10-9

10-12

tera

giga

mega

kilo

hecto

deca

deci

centi

milli

micro

nano

pico

萬億

十億

百萬

T

G

M

k

h

da

d

c

m

μ

p

               4. 使用SI制的注意事項:
                    
(1) 溫度:SI制的溫度單位為凱耳文(K),但仍允許使用℃。注意K不可誤寫為
                                    °K或k,℃則不可誤寫為C。

                       (2) 時間:秒的符號為s,不可誤寫為S。小時(h)及天(d)也可使用。

                       (3) 質量:莫耳的符號為mol,而非mole。因SI制以kg為質量單位,所以物質量
                                        通常使用仟莫耳(kmol),1kmol的H2O質量為18kg。

                       (4)固有名稱:為簡化單位符號,而以著名科學家的姓氏代替的單位名稱,稱為
                                               固有名稱。其符號第一字須大寫,如牛頓(N)、赫茲(Hz)。而非屬
                                               於固有名稱者,如公尺、公斤、莫耳等均小寫:m、kg、mol。

                       (5) 數值中的10的冪次,應以接頭語代替(如表1.5),如一大氣壓力等於
                            1.013×105 Pa,應寫成101.3kPa或0.1013MPa;3.8×10-6 m應寫成3.8μm。接頭
                            語不可兩個連接使用,
1.2×10-9g,應寫成1.2ng,不可寫成1.2mμg

                        (6) 兩個不同單位組合時應以圓點(•)分開,以免淆,如
                                                                  ,

icon01.gif (648 個位元組)四、MKS工程

              1. 基本單位
                              (1)長度:公尺(m)
                      (2)質量:公斤(kg)
                      (3)時間:秒(s)
                      (4)溫度:攝氏度(℃)
                      (5)力:公斤(kg或kgf)

              2. 牛頓定律轉換係數(gc
                  為使質量與力的關係可符合牛頓第二運動定律,須於公式中加入一項gc
                                 F=mg/gc                           (1.1)
                   gc稱為牛頓定率轉換係數(Newton’s law conversion factor),其值為
                                               (1.2)
                                           或
                                                (1.3)

             3. SI制因為力為導出單位,所以gc=1

icon01.gif (648 個位元組)五、熱量單位

              1 .公制單位(CGS制與MKS制)的熱量單位為卡(cal),其值來自將1g的水升高1℃所需
                    的熱量。

              2 .英制單位(FPS制)的熱量單位為英熱單位(Btu),其值來自將1lb的水升高1℉所需的
                    熱量。

               3 .SI制則以焦耳(J)為熱量單位,與力學的單位相同。

icon01.gif (648 個位元組)六、單位換算

                   演算化工裝置的計算題時,常會遇到同一計算式中不同單位並存的情況,如 km
                 與cm並存或同時用到 kg 與 lb,此時須作單位換算,以使單位一致。